Question

【題目】某四沖程汽車的汽缸總排量為2L，工作時吸入質量比為1：15，密度為1.44kg/m3的汽油和空氣的混和物，發動機的轉速為3×103r/min，效率為40%，在這種情況下：
（1）汽車1min做的有用功為J
（2）在平直公路上行駛，受到阻力為3×103N時的最大速度為m/s（汽油的熱值q=4.5×107J/kg）

Answer 1

【答案】
（1）4.86×106
（2）27
【解析】（1）根據ρ 可得，一次吸入混合物的質量：
m1＝ρV＝1.44kg/m3×2×103m3＝2.88×10﹣3kg；
因為曲軸每轉動兩周，完成一個工作循環，吸氣一次，也做一次功，
所以，發動機曲軸在1min轉動3×103轉，吸氣和做功都為1500次，
汽油和空氣的質量比為1：15，可見汽油占混合物總質量的 ；
則發動機在1min內吸入汽油的總質量：
m＝m1×1500× ＝2.88×10﹣3kg×1500× ＝0.27kg；
這些汽油完全燃燒放出的熱量：
Q＝mq＝0.27kg×4.5×107J/kg＝1.215×107J，
根據η＝ ×100%可得，汽車在1min做的有用功：
W＝Q放η＝1.215×107J×40%＝4.86×106J；
（2）汽車在1min做的有用功的功率為：
P ＝8.1×104W．
因為汽車勻速行駛，所以汽車受到的阻力與牽引力是一對平衡力，大小相等，即F＝f＝3×103N，
根據P＝Fv可得，汽車行駛的速度：
v＝ ＝27m/s．
故答案為：（1）4.86×106；（2）27．

（1）曲軸轉動兩周，完成一個工作循環，吸氣一次；由m=ρV求出燃料混合物的質量，根據空燃比求出汽油的質量，從而可以求出1min吸入的汽油量；由Q=mq求出燃料燃燒時放出的熱量；根據熱機效率求出有用功；
（2）根據求出功率，根據P=Fv求出汽車行駛的速度．